2015年中国航空发动机产业链发展现状及主要国产化推动政策分析【图】

    航空发动机的研制和生产是相当漫长而艰苦的过程，全寿命周期需要经历研发、生产采购和使用维护三个阶段。航空发动机的制造还需要上游的高端金属材料、动力控制系统和发动机零部件等作为基础。

    我国目前已基本建立了完整的航空发动机研制体系，只是在某些领域的技术还略显不足。在军用、民航和通航三大领域对航空发动机需求日益增加的背景下，我国自主研发的航空发动机相关产品挑战与机遇并存。

航空发动机产业链构成

    智研咨询发布的《2015-2020年中国航空发动机市场评估及未来前景预测报告》指出：航空发动机的基本构造包括风扇、低压压气机、高压压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮和排气系统组成。材料则主要使用高温合金、钛合金、铝合金及其他金属材料。此外，包括电子调节器、监测装臵等在内的动力控制系统部件也是航空发动机重要的组成部分。

国内航空发动机材料及维修领域相关公司、院所

    1、高端金属材料

    航空发动机中所使用的高端金属材料主要有高温合金和钛合金两种材料。在现代航空发动机的制造中，原材料约占整个发动机成本的50%，而高温合金和钛合金均约占原材料价值的66%，因此两者价值均合计约占整个发动机的33%。在按照整架飞机中发动机约25%的成本占比计算，高温合金和钛合金价值合计约占整架飞机的8.25%。

航空发动机制造成本按材料划分

    高温合金材料被誉为“先进发动机基石”，是一种能够在600℃以上及一定应力条件下长期工作的金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，是军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。

    以涡扇发动机为例，作为热端部件的燃烧室、导向器、涡轮盘和涡轮叶片需要使用耐高温合金材料进行制造。此外，耐高温合金还可用于中介机匣、尾部喷口等其他部件。

    钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。20 世纪50-60 年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70 年代开发出一批耐蚀钛合金，80 年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

    2、航空发动机动力控制系统

    发动机控制系统起到控制作用，是发动机的核心部件。发达国家都将发动机数字电子控制技术作为航空技术中的重要内容来发展，花费巨资（占发动机研制费15%-30%）研究，以保证航空发动机工作稳定并充分发挥其性能潜力。航空发动机控制系统的发展主要是从机械液压式控制系统到监控型电子控制系统再到目前最先进的全权数字发动机控制系统（FADEC）。随着航空发动机技术的不断进步和飞机对发动机性能要求的不断提高，控制系统正在经历从单个部件到整体、从模拟式到数字式、从有限功能到全权控制的发展过程。

航空发动机监控型电子控制系统主要组成及作用

    美国四代战斗机所使用的发动机主要有F119、F120、F135、F136 等型号，其控制系统均采用BAE 公司的全权数字发动机控制系统（FADEC），FADEC 的主要部件是发动机电子调节器（EEC），即一个双通道计算机，主要包括一个推力控制单元（PCU）、一个超速保护单元（OPU）和一系列的外部设备（传感器和控制装臵）。

    我国航空发动机控制系统起步相对较晚，直到上世纪50 年代才开始发展，并曾由于种种原因而一度中断。直到上世纪90 年代，才得以在控制系统技术水平上有快速的提升。据媒体报道，我国目前已经掌握超过美国三代航空发动机控制系统的技术。主要掌握了机械液压控制、液压备份、模拟控制等相关技术，并在数字控制、数字全权限电子控制等领域取得了重大突破。

    3、航空发动机维修及维护

    在航空发动机的全寿命过程中，除了购买发动机所支付的销售费用，后续更换零件和维修的费用同样巨大。全寿命周期中，发动机的销售收入和后期的维修收入分别占总收入的60%和40%，且后期维修的利润率更高。为降低运营成本，欧美各发达国家航空公司逐步剥离机载设备、发动机和机体等的维修业务，部分小规模、低成本航空公司甚至将航线维护业务外包。维修外包有利于民航企业集中资源于客、货运输市场的开拓，同时也有利于航空维修企业实现规模经济和专业化分工。

    目前，我国航空维修市场主要以民航运输维修为主。而在商用航空发动机领域，由于我国目前不具备发动机整机的制造能力，因此当引进自国外的发动机出现故障时，就需要高昂的维修费。而随着未来中航商发所研制的国产航空发动机得以应用于大型运输机和民航飞机，我国航空发动机维修市场也将迎来机遇。

    4、航空发动机制造

    我国航空发动机制造与国外仍有较大差距，主要在设计，加工制造和试验三方面。航空发动机结构复杂，零部件十分多样，一般需要依靠多家厂商合力进行制造。
发动机是飞机上的重要部件，一般而言，其价值占整机价值的20-30%，机型越小，发动机价值占比越高，机型越大，发动机价值占比越低。

民用客机航空发动机价值占比

军用飞机发动机成本占比

    航空发动机制造商根据部件分配任务，因此有必要对部件价值进行拆分。一般而言，无论战斗机、或运输机用发动机，“高、低压涡轮”的价值占比都最高，而其他部件则有明显区别。

    对于战斗机发动机，其外涵道很小，有加力燃烧室，因此，风扇、外机匣的价值占比较低，但加力燃烧室、控制系统占比高；对于运输机发动机（客运、货运、军用），外涵道大，无加力燃烧室，因此，风扇、外机匣的价值占比高，控制系统占比较低；直升机发动机中，控制系统、减速机构的占比较高。

    目前，我国航空发动机行业仍处朝阳期；未来10 年，将是我国振兴航空的发展新时期。在过去60 年创建航空发动机行业的基础上，从新世纪的“十五”计划开始展望，经过30 年的艰苦奋斗，完成从仿制到自行设计的战略转变，开创中国航空发动机振兴的新局面。2012 年7 月，国务院发布《关于促进民航业发展的若干意见》，鼓励民航业与航空工业形成科研联动机制，加强适航审定和航空器运行评审能力建设，健全适航审定组织体系。积极为大飞机战略服务，鼓励国内支线飞机、通用飞机的研发和应用。

    据海关数据显示，2013 年，中国航空发动机行业进出口总额为59.72 亿美元，同比增长13.69%；其中，进口额为40.74 亿美元，同比增长10.12%，出口额为18.98 亿美元，同比增长22.2%；实现贸易逆差21.76 亿美元，同比略有上升。